学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于二氧化硅的超疏水杂化涂层的制备与性能

作　者: 叶文波
导　师: 童跃进
学　校: 福建师范大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 超疏水涂层 杂化 二氧化硅 接触角 聚乳酸 硅丙乳液
分类号: O613.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 0次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文根据“荷叶效应”基本原理,制备了三种基于二氧化硅的超疏水杂化涂层。主要内容如下：1.将一定量的疏水纳米二氧化硅(SiO2)颗粒添加到聚乳酸(PLA)溶液中,搅拌混合均匀后,在玻璃表面制备了水接触角可达165±1.7°和接触角滞后小于3°的超疏水PLA/SiO2杂化涂层。该涂层不仅能用于生物可降解材料表面的自清洁和防水,而且对材料本身的生物可降解性能无不良影响。2.以甲基三乙氧基硅烷(MTES)为单一的前驱体,通过酸-碱二步催化水解-缩合得到有机改性二氧化硅(ORMOSIL)溶胶,经浸渍提拉成膜技术,在室温条件下,在玻璃表面制备了水接触角(WCA)达162±1.2°的超疏水ORMOSIL杂化涂层。3.选用反应性水性硅丙乳液(KD-26)为成膜物质,通过添加正硅酸乙酯(TEOS)和MTES到乳液中,以氨水(NH3-H2O)为催化剂,水解-缩后制备KD-26/SiO2杂化乳液,成膜后得到接触角为152+0.7°有机-无机杂化的超疏水KD-26/SiO2涂层。本文通过WCA、红外光谱(FT-IR)、原子发射能谱(EDS)和扫描电镜(SEM)等分析技术和手段对三种杂化涂层的疏水性、化学成份和表面形貌等性能进行了分析研究。从制备时间、疏水性、溶剂毒性、透明性等方面对三种超疏水杂化涂层进行了比较,本文认为超疏水ORMOSIL涂层在以上方面具有较明显的优势,是一种具有普适性相对较高,在工农业生产有着较大应用前景的超疏水涂层。

全文目录


中文摘要  2-3
Abstract  3-4
中文文摘  4-7
目录  7-10
绪论  10-28
  0.1 自然界中的超疏水现象  10-13
  0.2 超疏水材料的基础理论  13-17
    0.2.1 杨氏方程与本征接触角  13
    0.2.2 Wenzel理论模型  13-14
    0.2.3 Cassie-Baxter复合接触理论模型  14-15
    0.2.4 Wenzel与Cassie两种模型的转换  15-16
    0.2.5 滚动角  16
    0.2.6 前进角、后退角与接触角滞后  16-17
  0.3 仿生超疏水表面的制备方法  17-25
    0.3.1 溶胶-凝胶法  17-19
    0.3.2 模板法  19-20
    0.3.3 刻蚀法  20-21
    0.3.4 自组装和层层组装法  21-22
    0.3.5 电纺丝法  22
    0.3.6 电化学法  22-23
    0.3.7 相分离法  23-25
    0.3.8 其他方法  25
  0.4 超疏水材料的功能和应用  25
  0.5 选题依据、研究思想及创新点  25-28
    0.5.1 选题依据  25-26
    0.5.2 研究思路  26-27
    0.5.3 创新之处  27-28
第一章 超疏水聚乳酸/二氧化硅杂化涂层的制备及其性能  28-38
  前言  28-29
  1.1 实验部分  29-30
    1.1.1 原料和仪器  29
    1.1.2 实验步骤  29-30
    1.1.3 测试与表征  30
  1.2 结果与讨论  30-37
    1.2.1 纳米二氧化硅对涂层疏水性的影响  30-31
    1.2.2 纳米二氧化硅对涂层接触角滞后的影响  31-32
    1.2.3 超疏水PLA/SiO_2杂化涂层的表面微观形貌分析  32-34
    1.2.4 超疏水涂层表面的EDS分析  34-35
    1.2.5 超疏水PLA/SiO_2杂化涂层的Cassie模型和Wenzel分析  35-36
    1.2.6 超疏水PLA/SiO_2杂化涂层对不同pH的水溶液的疏水性  36
    1.2.7 超疏水PLA/SiO_2杂化涂层的防水应用  36-37
  1.3 本章小结  37-38
第二章 超疏水有机改性二氧化硅透明涂层的制备及其性能  38-50
  前言  38-39
  2.1 实验部分  39-41
    2.1.1 试剂和仪器  39
    2.1.2 超疏水有机改性二氧化硅涂层的制备  39-40
    2.1.3 测试与表征  40-41
  2.2 结果与讨论  41-48
    2.2.1 有机改性二氧化硅涂层的FT-IR分析  41-42
    2.2.2 乙醇添加量对有机改性二氧化硅涂层表面形貌的影响  42-43
    2.2.3 乙醇添加量对溶胶的凝胶化时间及稳定性的影响  43
    2.2.4 乙醇添加量对涂层疏水性的影响  43-44
    2.2.5 有机改性二氧化硅涂层的TG分析  44-46
    2.2.6 腐蚀性无机物水溶液和乙二醇(EG)水溶液对涂层接触角的影响  46-47
    2.2.7 有机改性二氧化硅涂层的透明性分析  47-48
  2.3 本章小结  48-50
第三章 水性硅丙乳液/二氧化硅超疏水杂化涂层的制备及其性能  50-64
  前言  50-51
  3.1 实验部分  51-52
    3.1.1 原料与仪器  51
    3.1.2 有机-无机超疏水杂化涂层的制备  51
    3.1.3 测试与表征  51-52
  3.2 结果与讨论  52-62
    3.2.1 有机-无机杂化涂层的制备机理分析  52-53
    3.2.2 乙醇添加量对涂层的疏水性及成膜性能的影响  53-54
    3.2.3 氨水添加量对涂层的疏水性及成膜性能的影响  54-55
    3.2.4 MTES对涂层的疏水性及成膜性能的影响  55-56
    3.2.5 KD-26量对涂层的疏水性及成膜性能的影响  56
    3.2.6 超疏水涂层的FT-IR分析  56-58
    3.2.7 超疏水涂层的TG分析  58-59
    3.2.8 超疏水涂层的表面形貌分析  59-60
    3.2.9 超疏水涂层的耐酸碱性研究  60
    3.2.10 超疏水KD-26/SiO_2杂化涂层的机械性能分析  60-61
    3.2.11 超疏水KD-26/SiO_2杂化涂层的Cassie模型分析  61
    3.2.12 三种超疏水杂化涂层的比较  61-62
  3.3 本章结论  62-64
第四章 结论  64-66
参考文献  66-76
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  76-78
致谢  78-80
个人简历  80-81

相似论文

  1. 生物医用OCS/PLLA复合膜的制备与性能表征,R318.08
  2. TiO2表面纳结构对其疏水性能影响的分子动力学模拟研究,O614.411
  3. 聚砜类超滤膜的制备及其在油脂脱色中的应用,TQ320.721
  4. 二氧化硅表面接枝复杂结构聚合物的研究,O634.41
  5. 光谱及分子模拟法研究有机小分子与蛋白质的相互作用,R96
  6. ZnO杂化材料的制备、缺陷调控及其光学性质的研究,TB33
  7. 表面引发“活性”自由基聚合法制备多功能有机/无机纳米粒子及其应用研究,TB383.1
  8. 壁上有孔的二氧化硅空心球的制备,TB383.1
  9. 聚酰亚胺/纳米二氧化硅杂化薄膜的制备和性能研究,TB383.2
  10. 新型C级真空压力浸渍有机硅树脂的研究,TQ324.21
  11. 有机/无机杂化钙钛矿材料（RNH3）2（CH3NH3）n-1MnX3n+1的合成及光电性能研究,O627
  12. 形状记忆聚氨酯—二氧化硅杂化材料的制备、表征及应用初探,TB383.1
  13. 碳钢表面杂化膜的制备及防腐性能研究,TG174.4
  14. 基于钛配位作用的功能材料在有机合成中的应用,O643.3
  15. 超疏水涂层的制备及应用研究,TQ171.68
  16. 纳米氧化锆/钛杂化有机硅环氧高折射率材料的研究,TB383.1
  17. Al2O3/C杂化气凝胶和Al2O3气凝胶的制备及表征研究,O648.17
  18. PANI-SiO2透明导电薄膜的制备及性能研究,TB383.2
  19. 形状记忆性硅烷化聚已内酯型聚氨酯及其杂化材料的制备,TQ323.8
  20. 夹层玻璃用高性能PVB薄膜的制备和性能研究,TB383.2
  21. Zn2GeO4-En杂化纳米带及其与PMAA复合材料的制备、表征与性能,TB383.1

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 非金属元素及其化合物 > 第Ⅳ族非金属元素（碳和硅）及其化合物 > 硅Si
© 2012 www.xueweilunwen.com